1955, 26 февраля — член Президиума Совета министров СССР.

1955, 22 марта — член комиссии Президиума Совета министров СССР по текущим делам.

1955, 26 августа — заместитель председателя комиссии Президиума Совета министров СССР по вопросам производства товаров широкого потребления.

1956, февраль — делегат ХХ съезда КПСС.

1956, 18 сентября — смерть отца А. Н. Косыгина — Николая Ильича.

1956, 25 декабря — первый заместитель председателя Госэкономкомиссии Совета министров СССР по текущему планированию народного хозяйства в ранге министра СССР (до 10 мая 1957 года) с освобождением от обязанностей заместителя председателя Совета министров СССР.

1957, 23 мая — первый заместитель председателя Госплана СССР, в ранге министра СССР (до 1 июля 1957 года).

1957, июнь — поддержал Н. С. Хрущева в противостоянии с так называемой «антипартийной группировкой».

1957, 29 июня — член Президиума ЦК КПСС.

1957, 4 июля — назначен заместителем председателя Совета министров СССР (до 4 мая 1960 года).

1957 — член Главного военного совета при Совете обороны СССР.

1958, 31 марта — заместитель председателя Президиума Совета министров СССР.

1958, 13 октября — председатель комиссии Президиума Совета министров СССР по вопросам цен (до 13 августа 1959 года).

1959, январь — делегат XXI съезда КПСС.

1959, 20 марта — председатель Государственного планового комитета (Госплана) СССР (до 4 мая 1960 года).

1959, 24 марта — представитель СССР в Совете экономической взаимопомощи (СЭВ).

1959 — член Совета обороны СССР.

1961, октябрь — делегат XXII съезда КПСС.

1962, 28 апреля — член Президиума Совета министров СССР.

1964, февраль — присвоено звание Героя Социалистического Труда.

1964, март — визит в Италию, встречи с представителями делового мира.

1964, октябрь — поддержал смещение Н. С. Хрущева с руководящих постов государства.

1964, 15 октября — председатель Совета министров СССР.

1964, конец октября — участник встречи, вместе с Л. И. Брежневым и Н. В. Подгорным, с высшим руководством Польши — Вл. Гомулкой и Ю. Циранкевичем в Беловежской Пуще.

1965, 5 октября — подписал постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР «О совершенствовании планирования и усилении экономического стимулирования промышленного производства».

1966, январь — участие в межправительственных переговорах в Ташкенте по урегулированию военного конфликта между Пакистаном и Индией.

1966, апрель — делегат XXIII съезда КПСС.

1966, 8 апреля — член Политбюро ЦК КПСС (до 21 октября 1980 года).

1966, 16 мая — подписал постановление «О повышении материальной заинтересованности колхозников в развитии общественного производства».

1966, 10 ноября — назначен председателем Президиума Совета министров СССР.

1967, 13 апреля — подписал постановление «О переводе совхозов и других государственных сельскохозяйственных предприятий на полный хозяйственный расчет».

1967, 1 мая — смерть жены Клавдии Андреевны Косыгиной.

1967, май — участие в улаживании вооруженного конфликта между Израилем и рядом арабских стран («Шестидневная война»).

1967, 19 июня — выступил на чрезвычайной специальной сессии Генеральной Ассамблеи ООН.

1967, июль — вояж в США, встреча и переговоры с американским президентом Л. Джонсоном.

1968, лето — участие в разрешении Чехословацкого кризиса; подготовил «Экстренное сообщение ТАСС», опубликованное в «Правде», в день ввода советских войск в Чехословакию; 20–21 августа вместе с Л. И. Брежневым и Н. В. Подгорным провел в здании Генерального штаба Вооруженных сил СССР.